光纖光譜儀通過光纖傳導(dǎo)光信號(hào)并分光檢測(cè),廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)領(lǐng)域。光纖光譜儀是一種基于光學(xué)色散原理,通過光纖傳導(dǎo)光信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行快速、高精度分析的儀器。它憑借體積小、響應(yīng)速度快、靈活性高(可遠(yuǎn)程測(cè)量)等優(yōu)勢(shì),已廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域,逐步取代了部分傳統(tǒng)大型光譜分析設(shè)備。
光纖光譜儀的工作原理基于光的色散和光電轉(zhuǎn)換。其核心流程如下:
光信號(hào)采集:光源(如白光源、激光器或LED)產(chǎn)生光信號(hào),照射待測(cè)樣品。樣品吸收、反射或透射光信號(hào)后,攜帶樣品信息的光進(jìn)入光纖。
光信號(hào)傳輸:光纖將光信號(hào)傳輸至光譜儀內(nèi)部,保持信號(hào)完整且減少光學(xué)干擾。
光信號(hào)分解:光信號(hào)通過入射狹縫進(jìn)入準(zhǔn)直物鏡,變成準(zhǔn)平行光后照射到光柵上。光柵利用衍射原理將不同波長(zhǎng)的光分散,形成光譜。
光信號(hào)聚焦:成像反射鏡將分散的光譜聚焦到陣列探測(cè)器(如CCD)的接收面上,形成光譜譜面。
光電轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)處理:探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D)和放大后,由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析并呈現(xiàn)光譜信息(如波長(zhǎng)、強(qiáng)度分布)。
使用注意事項(xiàng)
光纖與探頭維護(hù):光纖端面易沾染灰塵、油污,會(huì)導(dǎo)致光信號(hào)衰減,需定期用無水乙醇擦拭(用專用鏡頭紙,避免刮傷);探頭需避免碰撞、高溫(尤其是塑料材質(zhì)探頭,長(zhǎng)期高溫會(huì)老化)。
環(huán)境干擾控制:測(cè)量時(shí)需避免強(qiáng)光直射(如陽光、強(qiáng)光照明燈),尤其是可見光譜分析,外界雜光會(huì)影響信號(hào)準(zhǔn)確性;高精度測(cè)量時(shí),需控制環(huán)境溫度(溫度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致光柵、探測(cè)器性能變化,建議在 20-25℃穩(wěn)定環(huán)境下使用)。
校準(zhǔn)與驗(yàn)證:定期用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行校準(zhǔn)(如波長(zhǎng)校準(zhǔn)用汞燈、氘燈,強(qiáng)度校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)白板),確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;長(zhǎng)期未使用后,第一次開機(jī)需預(yù)熱 30 分鐘以上,待儀器穩(wěn)定后再進(jìn)行測(cè)量。
樣品預(yù)處理:根據(jù)測(cè)量類型(反射、透射、熒光)處理樣品,如透射測(cè)量需確保樣品均勻、無氣泡(液體)或無劃痕(固體薄片);反射測(cè)量需保證樣品表面平整,避免漫反射干擾。